離子束濺射致硅納米點的電學性質研究.pdf

1、本文主要包括兩部分工作。第一部分工作利用靜電場力顯微鏡(EFM)技術，研究了離子束濺射產生的硅(100)量子點陣列的電學性質，分析了兩種模型下的硅量子點表面結構，這部分的主要內容如下： 首先，通過EFM，發(fā)現(xiàn)在靜電場力的作用下，離子束濺射得到的硅納米點，其樣品表面電場信號分布不均勻。通過對該類樣品進行真空高溫退火處理并重新進行EFM測量，發(fā)現(xiàn)硅納米點樣品表面的EFM信號對比度下降。分別采用束流密度為80μA/cm<'2>和800

2、μA/cm<'2>的Ar<'+>離子束濺射得到的樣品，進行溫度效應(400℃-800℃)和時間效應(40min-160min)的退火研究。實驗結果表明離子束濺射得到的硅納米點結構和其他小組宣稱的不同。其次，利用EFM測量的物理模型并代入測試的具體條件進行數(shù)學模擬，發(fā)現(xiàn)測量過程中由于純粹的靜電場結構差別引入的電場力信號僅在總電場力信號里占～5％，這證明由EFM測試結果幾乎完全來源于納米點與硅表面之間結構的差異。此外，利用導電原子力顯微鏡(

3、C-AFM)對離子束濺射得到的Si(100)納米點的測量，同樣可以證明EFM測試結果的真實性。 本論文的另一部分工作，是采用離子束濺射得到的具有納米點結構的Si樣品進行電化學腐蝕加工，以達到生成具有納米柱結構的Si材料。我們通過改變實驗參數(shù)，期望找到能制備符合要求的樣品的實驗條件，包括Si的摻雜條件，腐蝕參數(shù)和離子束濺射參數(shù)。通過實驗，初步證明了采用離子束濺射得到的Si納米點結構，對于利用電化學腐蝕生成Si納米柱陣列，具有引導性